intchild_status;
wait（&child_status）;
}
printf（"main:
we'redone\n"）;
fflush（stdout）;
return0;
}
gcc –o 11.c （编译、链接程序）
./1（执行程序）
2．模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。
模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。
[提示]：
（1）PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下：
P操作原语P（s）：
将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。
V操作原语V（s）：
将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。
这两条原语是如下的两个过程：
procedurep（vars:
semaphore）;
begins:
=s-1;
ifs<0thenW（s）
end{p}
procedurev（vars:
semaphore）;
begins:
=s+1;
ifs<=0thenR（s）
end{V}
其中W（s）表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R（s）表示释放一个等待信号量s的进程。
在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实验中可把上述的semaphore直接改成integer。
（2）生产者——消费者问题。
假定有一个生产者和消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。
消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。
禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。
假定缓冲器内可同时存放10件产品。
那么，用PV操作来实现生产者和消费者之间的同步，生产者和消费者两个进程的程序如下：
B:
array[0..9]ofproducts;
s1,s2:
semaphore;
IN,out;integer;
IN:
=0;out:
=0;
cobegin
procedureproducer;
c:
products;
begin
L1:
produce（c）;
p（s1）;
B[IN]:
=C;
IN:
=（IN+1）mod10;
v（s2）;
gotoL1
end;
procedureconsumer;
x:
products;
begin
L2:
P（s2）;
x:
=B[out];
out:
=（out+1）mod10;
v（s1）;
consume（x）;
gotoL2
end;
coend
其中的semaphore和products是预先定义的两个类型，在模拟实现中semaphore用integer或char等代替。
（3）进程控制块PCB。
为了纪录进程执行时的情况，以及进程让出处理器后的状态，断点等信息，每个进程都有一个进程控制块PCB。
在模拟实验中，假设进程控制块的结构如图4-1。
其中进程的状态有：
运行态、就绪态、等待态和完成态。
当进程处于等待态时，在进程控制块PCB中要说明进程等待原因（在模拟实验中进程等待原因为等待信号量s1或s2）；当进程处于等待态或就绪态时，PCB中保留了断点信息，一旦进程再度占有处理器则就从断点位置继续运行；当进程处于完成状态，表示进程执行结束。
进程名
状态
等待原因
断点
图4-1进程控制块结构
（4）处理器的模拟。
计算机硬件提供了一组机器指令，处理器的主要职责是解释执行机器指令。
为了模拟生产者和消费者进程的并发执行，我们必须模拟一组指令和处理器职能。
模拟的一组指令见图4-2，其中每条指令的功能由一个过程来实现。
用变量PC来模拟“指令计数器”，假设模拟的指令长度为1，每执行一条模拟指令后，PC加1，指出下一条指令地址。
使用模拟的指令，可把生产者和消费者进程的程序表示为图4-3的形式。
定义两个一维数组PA[0..4]和SA[0..4],每一个PA[i]存放生产者程序中的一条模拟指令执行的入口地址；每个SA[i]存放消费者程序中的一条模拟指令执行的入口地址。
于是模拟处理器执行一条指令的过程为：
取出PC之值，按PA[PC]或SA[PC]得模拟指令执行的入口地址，将PC之值加1，转向由入口地址确定的相应的过程执行。
（5）程序设计
本实验中的程序由三部分组成：
初始化程序、处理器调度程序、模拟处理器指令执行程序。
各部分程序的功能及相互间的关系由图4-4至图4-7指出。
模拟的指令
功能
P（s）
执行P操作原语
V（s）
执行v操作原语
put
B[IN]:
=product;IN:
=（IN+1）mod10
GET
X:
=B[out];out:
=（out+1）mod10
produce
输入一个字符放入C中
consume
打印或显示x中的字符
GOTOL
PC:
L
NOP
空操作
图4-2模拟的处理器指令
序号
生产者程序
消费者程序
0
produce
P（s2）
1
P（s1）
GET
2
PUT
V（s1）
3
V（s2）
consume
4
goto0
goto0
图4-3生产者和消费者程序
初始化程序：
模拟实验的程序从初始化程序入口启动，初始化工作包括对信号量S1、S2赋初值，对生产者、消费者进程的PCB初始化。
初始化后转向处理器调度程序，其流程如图4-4
处理器调度程序：
在计算机系统中，进程并发执行时，任一进程占用处理器执行完一条指令后就有可能被打断而让出处理器由其他进程运行。
故在模拟系统中也类似处理，每当执行一条模拟的指令后，保护当前进程的现场，让它成为非运行状态，由处理器调度程序按随机数再选择一个就绪进程占用处理器运行。
处理器调度程序流程见图4-5。
图4-4初始化流程
模拟处理器指令执行程序：
按“指令计数器”PC之值执行指定的质量，且PC加1指向下一条指令。
模拟处理器指令执行的程序流程见图4-6和4-7。
另外，为了使得模拟程序有一个结束条件，在图4-6中附加了“生产者运行结束”的条件判断，模拟时可以采取人工选择的方法实现。
图4-7给出了P（S）和V（S）模拟指令执行过程的流程。
其他模拟指令的执行过程已在图4-2中指出。
四、实验报告
（1）实验题目。
（2）打印源程序并附上注释。
（3）从键盘上输入一组字符，由生产者每次读入一个字符供消费者输出。
运行模拟程序，打印依次读入的字符和消费者输出的字符。
（4）把生产者和消费者进程中的P操作、V操作都改成空操作指令，观察在两者不同步的情况下可能出现的与时间有关的错误。
打印依次读入的字符和消费者输出的字符。
图4-5处理器调度程序流程
图4-6模拟处理器指令执行
（1）模拟P（S）
（2）模拟V（S）
图4-7模拟PV操作的执行
三、实验要求
1、linux操作系统
2、Windows操作系统
四、主要实验步骤
linux操作系统下的操作步骤：
geditsemaphore.c（编辑程序）
gcc–osemaphoresemaphore.c（编译、链接程序）
./semaphore（执行程序）
生产者和消费者的代码：
#include
constunsignedshortSIZE_OF_BUFFER=5;//缓冲区长度
unsignedshortProductID=0;//产品号
unsignedshortConsumeID=0;//将被消耗的产品号
unsignedshortin=0;//产品进缓冲区时的缓冲区下标
unsignedshortout=0;//产品出缓冲区时的缓冲区下标
intg_buffer[SIZE_OF_BUFFER];//缓冲区是个循环队列
boolg_continue=true;//控制程序结束
HANDLEg_hMutex;//用于线程间的互斥
HANDLEg_hFullSemaphore;//当缓冲区满时迫使生产者等待
HANDLEg_hEmptySemaphore;//当缓冲区空时迫使消费者等待
DWORDWINAPIProducer（LPVOID）;//生产者线程
DWORDWINAPIConsumer（LPVOID）;//消费者线程
intmain（）
{
//创建各个互斥信号
g_hMutex=CreateMutex（NULL,FALSE,NULL）;
g_hFullSemaphore=CreateSemaphore（NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL）;
g_hEmptySemaphore=CreateSemaphore（NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL）;
//调整下面的数值，可以发现，当生产者个数多于消费者个数时，
//生产速度快，生产者经常等待消费者；反之，消费者经常等待
constunsignedshortPRODUCERS_COUNT=3;//生产者的个数
constunsignedshortCONSUMERS_COUNT=1;//消费者的个数
//总的线程数
constunsignedshortTHREADS_COUNT=PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT;
HANDLEhThreads[PRODUCERS_COUNT];//各线程的handle
DWORDproducerID[CONSUMERS_COUNT];//生产者线程的标识符
DWORDconsumerID[THREADS_COUNT];//消费者线程的标识符
//创建生产者线程
for（inti=0;ihThreads[i]=CreateThread（NULL,0,Producer,NULL,0,&producerID[i]）;
if（hThreads[i]==NULL）return-1;
}
//创建消费者线程
inti;
for（i=0;ihThreads[PRODUCERS_COUNT+i]=CreateThread（NULL,0,Consumer,NULL,0,&consumerID[i]）;
if（hThreads[i]==NULL）return-1;
}
while（g_continue）{
if（getchar（））{//按回车后终止程序运行
g_continue=false;
}
}
return0;
}
//生产一个产品。
简单模拟了一下，仅输出新产品的ID号
voidProduce（）
{
std:
:
cerr<<"Producing"<<++ProductID<<"...";
std:
:
cerr<<"Succeed"<:
endl;
}
//把新生产的产品放入缓冲区
voidAppend（）
{
std:
:
cerr<<"Appendingaproduct...";
g_buffer[in]=ProductID;
in=（in+1）%SIZE_OF_BUFFER;
std:
:
cerr<<"Succeed"<:
endl;
//输出缓冲区当前的状态
for（inti=0;istd:
:
cout<"<if（i==in）std:
:
cout<<"<--生产";
if（i==out）std:
:
cout<<"<--消费";
std:
:
cout<:
endl;
}
}
//从缓冲区中取出一个产品
voidTake（）
{
std:
:
cerr<<"Takingaproduct...";
ConsumeID=g_buffer[out];
out=（out+1）%SIZE_OF_BUFFER;
std:
:
cerr<<"Succeed"<:
endl;
//输出缓冲区当前的状态
for（inti=0;istd:
:
cout<"<if（i==in）std:
:
cout<<"<--生产";
if（i==out）std:
:
cout<<"<--消费";
std:
:
cout<:
endl;
}
}
//消耗一个产品
voidConsume（）
{
std:
:
cerr<<"Consuming"<std:
:
cerr<<"Succeed"<:
endl;
}
//生产者
DWORDWINAPIProducer（LPVOIDlpPara）
{
while（g_continue）{
WaitForSingleObject（g_hFullSemaphore,INFINITE）;
WaitForSingleObject（g_hMutex,INFINITE）;
Produce（）;
Append（）;
Sleep（1500）;
ReleaseMutex（g_hMutex）;
ReleaseSemaphore（g_hEmptySemaphore,1,NULL）;
}
return0;
}
//消费者
DWORDWINAPIConsumer（LPVOIDlpPara）
{
while（g_continue）{
WaitForSingleObject（g_hEmptySemaphore,INFINITE）;
WaitForSingleObject（g_hMutex,INFINITE）;
Take（）;
Consume（）;
Sleep（1500）;
ReleaseMutex（g_hMutex）;
ReleaseSemaphore（g_hFullSemaphore,1,NULL）;
}
return0;
}
六、实验数据及处理结果
七、实验体会或对改进实验的建议
实验还是挺难的，而且是第一个实验，所以参考了XX的代码。
南昌大学实验报告
---（3）编程实现银行家安全算法
学生姓名：
王桥学号：
6100412024专业班级：
计科123
实验类型：
□验证□综合■设计□创新实验日期：
实验成绩：
一、实验目的
通过实验加强对银行家安全算法的理解和掌握。
二、实验内容
熟悉避免死锁发生的方法，死锁与安全序列的关系，编程实现银行家算法，要求输出进程的安全序列。
三、实验要求
1、需写出设计说明；
2、设计实现代码及说明
3、运行结果；
四、主要实验步骤
#include
#include
#include
intmax[5][3];//最大需求矩阵开始定义银行家算法中需要用到的数据，定义了5个进程，3类资源
intallocation[5][3];//已分配矩阵
intneed[5][3
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